(57)【要約】      （修正有）【課題】パッケージのコストを削減し、パッケージ基板を遮蔽し、複数回の光路の屈折による損失を低減する深紫外線ＬＥＤモジュールの構造を提供する。【解決手段】深紫外線ＬＥＤモジュール構造は、主にベース２、透明素材層３、ダイの深紫外線ＬＥＤチップ４、及び基板５で構成する。内部に基板５を有し、カップ本体２１を設置するベース２と、カップ本体２１の上端に装設する透明素材層３と、ベース２のカップ本体２１の中に装設し、基板５に構設すると共に基板５に直接接着するか平面型基板に接着した後に基板５に接着するダイのＬＥＤチップ４と、を備え、基板５は駆動回路６に更に接続し、駆動回路６はダイのＬＥＤチップ４を駆動し、且つベース２、基板５、カップ本体２１、及び透明素材層３はオーバー成形する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板を設置するためのベースを備え、前記ベースにはカップ本体を内設し、前記カップ本体上端には透明素材層を設置する深紫外線LEDモジュールの構造であって、
前記ベースにはダイの深紫外線LEDチップを内設し、前記ダイの深紫外線LEDチップは前記基板に更に接着し、且つ前記ベース、前記基板、及び前記ダイの深紫外線LEDチップをオーバー成形した構造を有することを特徴とする深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項２】
前記基板は駆動回路に接続し、前記駆動回路は前記ダイの深紫外線LEDチップの制御に用いることを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項３】
前記透明素材層及び前記カップ本体は所定の角度を呈し、前記ダイの深紫外線LEDチップにある深紫外線LEDが発光した際に多角的に分散させるか、単一の方向への反射カップの反射率を高めて光の取り出し効率を高めることを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項４】
前記基板はセラミック、アルミ基板等の高熱伝導材料に無機材料及びフッ素材料を結合した構造を有し、前記基板が高い反射率及び抗紫外線性の照射を達成することを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項５】
前記基板の下端にはヒートシンクを構設し、前記ヒートシンクにより熱量を外界の環境に伝導することを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項６】
前記透明素材層として平面型透明素材、薄膜型透明素材、又は角度型透明素材を用いることを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項７】
前記カップ本体は角度調整可能な構造であり、使用者の需要に応じて必要な放射強度に調整することを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項８】
前記透明素材層上端には特定の反射角度を有する屈折ライトカップを更に設置し、前記透明素材層を安定的に結合することを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【請求項９】
前記ダイの深紫外線LEDチップには白色光LEDまたは赤外線LEDを更に装設し、或いは前記の２種類の光源を前記ダイの深紫外線LEDに統合するチップとすることを特徴とする請求項１に記載の深紫外線LEDモジュールの構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体技術分野及び機構の結合に関し、更に詳しくは、深紫外線（DUV） LEDモジュールの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（略称LEDモジュール）は固体半導体の発光設備である。前述の技術の発展に伴い、LEDモジュールの周波帯は初期の赤色光、青色光等の単色の波長から紫外線（UV）、さらにはDUV方向へと徐々に発展している。
【０００３】
深紫外線（DUV） LED（以下、略称DUV LEDという。）は、特に空気、水、食品、或いは医療用品の浄化及び殺菌に応用されている。
【０００４】
図３に示すDUV LEDパッケージ構造は、基板１１と、少なくとも１つのDUV LEDチップ１２と、石英ガラス１３と、を備え、接着材料で構成する密封パッケージを採用している。従来のパッケージ構造は、特にDUV LEDパッケージ構造では、一般的に全無機材料パッケージを採用している。石英ガラス１３及び基板１１の接着箇所に先に金属化処理を施した後、高温で石英ガラス１３、接着材料、及び基板１１を圧着することでLEDチップ１２に水気や汚れが付かないようにしているが、無機パッケージプロセスの歩留まり及び密封コストが課題となっている。パッケージ端の改良後に、石英ガラス１３、シリコーン、ゴム等を含まない有機材料で表面実装の圧着をすれば、プロセスの複雑さ及び歩留まりが大幅に改善するが、有機材料はDUV LEDを照射されると徐々に劣化し、LEDチップ保護機能を失うことがあり、特に大パワーのDUV LEDチップでは劣化が速かった。また、従来の特許文献では、例えば、下記特許文献１の「紫外線LED装置」、特許文献２の「紫外線LEDランプのパッケージ構造」という記載があり、すなわち、有機パッケージ構造を改良することで、有機材料がDUVの照射を受けて劣化する問題を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国実用新案登録第CN205960022U号公報
【特許文献２】中国実用新案登録第CN208904057U号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３に示されるように、パッケージ材料の選択及びプロセスについて多くの制限を受けている。光線をDUV LEDチップ１２から発射した後にカップ本体内に進入させ、次いで石英ガラス１３を経由して外界に透過させる。基板１１の角度、反射率、及び石英ガラス１３の透過率は光線の取り出し効率に重大な影響を与える。
【０００７】
DUV LEDの外部の量子効率及び光電変換効率は3%未満であり、従来のパッケージ構造の材料の欠失を如何に改善し、DUV強度を高めるかについて、関連業者が積極的に解決を図っている課題である。
【０００８】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に至った。
【０００９】
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、深紫外線LEDモジュールの構造を提供することを主目的とする。換言すれば、パッケージ、光学屈折方式、電気回路のレイアウト、放熱構造、カップ本体の角度設計に着手し、DUV LEDモジュール構造の設計を再定義し、DUVの放射強度を高め、複数回の光路の屈折による損失を低減し、ベースがDUVの照射を受けて劣化するのを遅らせるモジュール構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための主たる考案は、基板を設置するためのベースを備え、前記ベースにはカップ本体を内設し、前記カップ本体上端には透明素材層を設置する。前記ベースにはダイの深紫外線LEDチップを内設し、前記ダイの深紫外線LEDチップは前記基板に更に接着し、且つ前記ベース、前記基板、及び前記ダイの深紫外線LEDチップをオーバー成形した構造を有する。
【００１１】
本考案の好適例において、前記基板は駆動回路に接続し、前記駆動回路は前記ダイの深紫外線LEDチップの制御に用いる。
【００１２】
本考案の好適例において、前記透明素材層及び前記カップ本体は所定の角度を呈し、前記ダイの深紫外線LEDチップにある深紫外線LEDが発光した際に多角的に分散させるか、単一の方向へのカップ本体の反射率を高めて光の取り出し効率を高める。
【００１３】
本考案の好適例において、前記基板はセラミック、アルミ基板等の高熱伝導材料に無機材料及びフッ素材料を結合した構造を有し、前記基板が高い反射率及び抗紫外線性の照射を達成する。
【００１４】
本考案の好適例において、前記基板下端にはヒートシンクを構設し、前記ヒートシンクにより熱量を外界の環境に伝導し、耐用年数を延ばす。
【００１５】
本考案の好適例において、前記透明素材層は平面型、薄膜型、又は角度型の透明素材層である。
【００１６】
本考案の好適例において、前記カップ本体は角度調整可能な構造であり、使用者の需要に応じて必要な放射強度に調整する。
【００１７】
本考案の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の一実施形態に係る深紫外線LEDモジュールの構造を示した傾斜図である。
【図２】本考案の一実施形態に係る深紫外線LEDモジュールの構造を示した断面図である。
【図３】従来のLEDモジュールの構造を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本考案は以下の例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。
【００２０】
本考案実施形態の紫外線LEDモジュール構造１は、主にベース２、透明素材層３、ダイの深紫外線LEDチップ４、及び基板５で構成する（図１と図２参照）。
【００２１】
ベース２は基板５を構設するために用い、ベース２にはカップ本体２１を設置し、ベース２には背景殺菌灯、RO逆浸透殺菌灯等の殺菌用の紫外線ライトが必要な設備に装設される。好ましい実施方式では、ベース２には螺合に用いる雄ねじ部を設けるが、ベース２の外形はこれに限らず、高速係脱型のラッチ構造や固定ねじ緊締構造を完成品に直接設けてもよい。或いは、図１及び図２に示すような筒型構造でもよく、これらも全て本考案を運用可能な方式である。
【００２２】
図２に示されるように、カップ本体２１は特定の角度を有し、さらに、カップ本体２１は需要に応じて角度を調整し、使用者の必要に応じて放射角度を調整する。
【００２３】
図２に示されるように、透明素材層３はカップ本体２１上端に装設し、透明素材層３は平面型のレンズまたは薄膜型または角度型の透明素材であり、フッ素系材料や石英ガラスで製造してもよい。前述のフッ素系材料または石英ガラスは抗紫外線材料である。さらに、透明素材層３は異なる光の角度を有し、且つ透明素材層３及びベース２はシールガスケット７により連結するように緊締する。
【００２４】
図２に示されるように、ダイの深紫外線LEDチップ４は基板５に装設し、ダイの深紫外線LEDチップ４には深紫外線LEDを装設する。カップ本体２１での反射により、発生した深紫外線（DUV）が完全に屈折し、光路の損失が減少する。カップ本体２１はダイの深紫外線LEDチップが発生する深紫外線（DUV）を外界に伝導する。
【００２５】
図２に示されるように、少なくとも１つの駆動回路６及び基板５を接続し、駆動回路６はダイの深紫外線LEDチップ４のオンとオフの駆動に用いる。この設計はDUV LEDドライバオンボード DUV LED Driver on Board（DL-DOB）として知られている。さらに、少なくとも１つのシールガスケット７をベース２に内設し、水気及び汚染したガスが進入して光が損失するのを防止する。
【００２６】
図２に示されるように、基板５としてセラミック基板、アルミ基板、或いは銅基板等の高い熱伝導性の無機材料やDUV照射を遮断する基板の有機材料を選択して製造または構成してもよい。
【００２７】
図２に示されるように、紫外線LEDモジュール構造１において、駆動回路６は溶接方式を選択して基板５に接続する。また、ヒートシンク８及びダイの深紫外線LEDチップ４を直接構設することでより高速に放熱を行い、部材が熱を受けて損壊するのを防止し、製品の寿命を延ばす。
【００２８】
続いて、紫外線LEDモジュール構造１の特徴及びベース２、透明素材層３、ダイの深紫外線LEDチップ４、基板５、駆動回路６、シールガスケット７、及びヒートシンク８を構設した後にオーバー成形することについて説明する。
【００２９】
図２に示されるように、透明素材層３上端には特定の反射角度を有する屈折ライトカップ９を更に設置し、透明素材層３を安定的に結合する。
【００３０】
このように、本考案の紫外線LEDモジュール構造１の構成によれば、次のような利点がある。
【００３１】
１．紫外線LEDモジュール構造１はダイのLEDチップ４を基板５に装設し、無機または有機パッケージのコストを削減する。
【００３２】
２．紫外線LEDモジュール構造は被覆材料として無機、抗紫外線性の透明素材、高反射材料を使用してDUVに照射されるベース２を遮蔽し、従来の無機パッケージまたは有機パッケージではベースが直接照射されてしまうという問題を改善する。
【００３３】
３．紫外線LEDモジュール構造ではDUVモジュール、機構、電気回路を一体に統合し、構造全体をモジュール化し、装設の高い利便性を提供する。
【００３４】
４．紫外線LEDモジュール構造１はパッケージ、光学、電気回路、及び構造の角度から設計したDUV LEDモジュール構造を提供することで、複雑なパッケージ構造ではコストがかかり、パッケージ基板の反射率が低くなり、垂直基板及び平面型透明素材層が大部分を全て反射してしまうという問題を解決し、複数回の光路の屈折よる損失を減らす。
５．ダイのLEDチップ４は深紫外線LEDを装設可能であるほか、需要に応じて白色光LED、赤外線LED等を装設可能であり、使用者の必要に応じて多種類の光源を提供する。
【００３５】
上述の実施形態の紫外線LEDモジュール構造１は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１  紫外線LEDモジュール構造
２  ベース
２１  カップ本体
３  透明素材層
４  ダイの深紫外線LEDチップ
５  基板
６  駆動回路
７  シールガスケット
８  ヒートシンク
９  屈折ライトカップ
１１  基板
１２  DUV LEDチップ
１３  透明素材
【図１】
0003228875.tif 000003
【図２】
0003228875.tif 000004
【図３】
0003228875.tif 000005